自动标定ct中心偏移量的方法和系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种自动标定CT中心偏移量的方法和系统。该方法包括：读取以矩阵表示的原始正弦图，该原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得到的；计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数；确定CT工作区域在探测器上的投影区间；确定投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号；以及基于所述投影区间和所述序号确定CT中心偏移量。利用上述实施例的方案，仅使用正弦图就能获取中心偏移量，可靠性高，不受噪声影响，可提高系统的CT图像指标等。
【专利说明】自动标定CT中心偏移量的方法和系统
【技术领域】
[0001] 本申请涉及CT技术，具体涉及一种在CT扫描及重建过程中，自动标定中心偏移量 的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 工业CT系统包括射线源、探测器，机械控制及计算机等。射线源发出X射线，转台 旋转360度，探测器采集各个角度的投影图像并上传计算机，计算机根据投影图进行CT图 像重建。CT重建中最关键的参数是中心偏移量，该参数直接影响到CT图像的像质。中心偏 移量为转台旋转中心在探测器上的投影位置相对于探测器中心位置的像素偏移量。目前， 确定中心偏移量的方法有：预设法、查找表方法、正弦图测量方法等等。
[0003] 中国专利申请公开CN101303225描述了一种2D-CT扫描系统的投影旋转中心测量 方法。该方法需要利用转台转动一周得到的投影数据与转台保持不动而射线源和探测器 转动一周得到的投影数据二者来计算中心偏移量，易于受到噪声或者其他参数的精度的影 响。
[0004] 美国专利US8259897B2描述了一种CT成像中心偏移量的确定方法及装置，该方法 提出进行粗搜索和精细搜索两个过程来计算中心偏移量。同样，该方法由于受到噪声或其 它参数精度的影响，中心偏移量计算结果会受到影响。
【发明内容】
[0005] 考虑到现有技术中的一个或多个问题，提出了一种自动标定CT中心偏移量的方 法和系统。
[0006] 在本发明的一个方面，提出了一种自动标定CT中心偏移量的方法，包括步骤：读 取以矩阵表示的原始正弦图，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得到 的；计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数；确定CT工作区域 在探测器上的投影区间；确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的 序号；以及基于所述投影区间和所述序号确定CT中心偏移量。
[0007] 在本发明的另一方面，提出了一种自动标定CT中心偏移量的系统，包括：读取以 矩阵表示的原始正弦图的装置，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得 到的；计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数的装置；确定CT 工作区域在探测器上的投影区间的装置；确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应 的探测器单元的序号的装置；以及基于所述投影区间和所述序号确定CT中心偏移量的装 置。
[0008] 在本发明的再一方面，提出了一种自动标定CT中心偏移量的方法，包括步骤：读 取以矩阵表示的原始正弦图，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得到 的；在原始正弦图每行数据中任意两个点之间插值K个点，得到重采样的正弦图；计算重采 样的正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数；确定CT工作区域在探测 器上的投影区间；确定所述投影区问的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号； 以及基于所述K值、所述投影区问、和所述序号确定CT中心偏移量。
[0009] 在本发明的又一方面，提出了一种自动标定CT中心偏移量的系统，包括：读取以 矩阵表示的原始正弦图的装置，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得 到的；在原始正弦图每行数据中任意两个点之间插值K个点，得到重采样的正弦图的装置； 计算重采样的正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数的装置；确定CT 工作区域在探测器上的投影区间的装置；确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应 的探测器单元的序号的装置；以及基于所述K值、所述投影区间、和所述序号确定CT中心偏 移量的装置。
[0010] 利用上述实施例的方案，仅使用正弦图就能获取中心偏移量，可靠性高，不受噪声 影响，可提1?系统的CT图像指标等。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 下面的附图表明了本发明的实施方式。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举 性的方式提供了本发明的一些实施例，其中：
[0012] 图1示出了根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的技术中使用的正 弦图；
[0013] 图2示出了根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的系统的结构示意 图；
[0014] 图3是描述根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的方法的流程图；
[0015] 图4示出了根据本发明另一实施例的自动标定CT中心偏移量的技术中对原始正 弦图在行方向上进行插值所得到的行重采样的正弦图；以及
[0016] 图5是描述根据本发明另一实施例的自动标定CT中心偏移量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例 说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特 定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发 明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0018] 在整个说明书中，对" 一个实施例"、"实施例"、" 一个示例"或"示例"的提及意味 着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。 因此，在整个说明书的各个地方出现的短语"在一个实施例中"、"在实施例中"、"一个示例" 或"示例"不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特 定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当 理解，这里使用的术语"和/或"包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0019] 中心偏移量是三代CT重建中非常重要的技术参数，直接影响到CT图像的像质。 在工业CT扫描装置中，转台重复定位精度、探测器重复定位精度、探测器与X光机同步运动 的平行度指标以及设备长期使用时的机械变形等均会导致中心偏移量的变化，而且在工程 实践中这种变化是不可避免的，微焦点系统在高放大比成像时中心通道偏移量变化尤其严 重。
[0020] 针对现有技术中存在的问题，本发明的实施例提出了一种自动标定CT中心偏移 量的方法，其利用CT扫描过程中经过转台中心相差180度角的任意一组投影相关性来确定 工业CT中心偏移量的位置。例如，根据一些实施例，探测器采集转台旋转一周的数据，在计 算过程中，计算机读取以矩阵表示的原始正弦图，计算原始正弦图中每一列的前半子列与 后半子列之间的互相关系数。然后，确定CT工作区域在探测器上的投影区间，并且确定投 影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号。在得到上述数据后，基于该投 影区间和该序号确定CT中心偏移量。根据这样的方案，仅仅使用正弦图就可以标定出CT 中心偏移量，避免了噪声或其他参数对测量精度的影响。
[0021] 图1示出了根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的技术中使用的正 弦图。在图1所示的实施例中，将原始正弦图分成0-180度和180到360度两部分，并且正 弦图的数据以矩阵的形式来存储。在图示的实施例中，通过计算正弦图中每一列的前半子 列和后半子列之问的互相关系数来确定中心偏移量。
[0022] 图2示出了根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的系统的结构示意 图。如图2所示，图示实施例的自动标定CT中心偏移量的系统包括射线源110、转台120、 探测器130、控制和成像计算机140。射线源110发出X射线，转台120旋转360度，探测器 130采集各个角度的投影图像并上传控制和成像计算机140。控制和成像计算机140根据 投影图标定CT中心偏移量。中心偏移量为转台120的旋转中心在探测器130上的投影位 置131相对于探测器中心位置132的像素偏移量。
[0023] 图3是描述根据本发明一个实施例的自动标定CT中心偏移量的方法的流程图。如 图3所示，在步骤S310,控制和成像计算机140读取以矩阵表示的原始正弦图，所述原始正 弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数据得到的。例如。转台120旋转360度，探测器 130采集数据，得到原始正弦图ρ(β，s)，β =12 · · · 2M，s=12 · · · N，如图1所示。ρ(β , s)是二维矩阵，其中β表示正弦图中投影角度编号，是矩阵行号，s表示正弦图中探测器编 号，是矩阵列号。
[0024] 在步骤S320,计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系 数。例如将正弦图中的每一列分成两个子列，即前180投影角度的M个点为一列，后180投 影角度的M个点为一列，例如，第一列分为：ul ( β ) =ρ ( β，1)，β =12 · · ·M和Vl ( β ) =ρ ( β， 1)，β=Μ+12 · · · 2Μ。利用公式计算ιι?(β)和ν?(β)的互相关系数R(l)，作为正弦图第 一列系数值；同理，可得到正弦图任意一列的系数值为：R(s)s=12· · ?(Ν-υ^Κ+Ι。
[0025] 在步骤S330,确定CT工作区域在探测器上的投影区间。例如，将正弦图ρ ( β，s) 所有行相加取平均，得到一行信号：
【权利要求】
1. 一种自动标定CT中心偏移量的方法，包括步骤： 读取以矩阵表示的原始正弦图，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数 据得到的； 计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数； 确定CT工作区域在探测器上的投影区间； 确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号；以及 基于所述投影区间和所述序号确定CT中心偏移量。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述探测器具体为弧形线阵探测器或直线形线阵 探测器或面阵探测器。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，将所述序号与所述投影区间的中点之间的差值确 定为CT中心偏移量。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，确定CT工作区域在探测器上的投影区问的步骤包 括： 将原始正弦图的所有行相加进行平均，得到一行信号； 将该行信号左侧空气值的标准差作为参考值，将信号中大于5倍标准差的部分确定为 CT工作区域在探测器上的投影区间。
5. -种自动标定CT中心偏移量的系统，包括： 读取以矩阵表示的原始正弦图的装置，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一 周的数据得到的； 计算原始正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数的装置； 确定CT工作区域在探测器上的投影区间的装置； 确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号的装置；以及 基于所述投影区间和所述序号确定CT中心偏移量的装置。
6. -种自动标定CT中心偏移量的方法，包括步骤： 读取以矩阵表示的原始正弦图，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一周的数 据得到的； 在原始正弦图每行数据中任意两个点之间插值K个点，得到重采样的正弦图； 计算重采样的正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数； 确定CT工作区域在探测器上的投影区间； 确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号；以及 基于所述K值、所述投影区间、和所述序号确定CT中心偏移量。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述探测器具体为弧形线阵探测器或直线形线阵 探测器或面阵探测器。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，将所述序号与所述投影区间的中点之间的差值除 以K得到的商确定为CT中心偏移量。
9. 如权利要求6所述的方法，其中，确定CT工作区域在探测器上的投影区间的步骤包 括： 将重采样的正弦图的所有行相加进行平均，得到一行信号； 将该行信号左侧空气值的标准差作为参考值，将信号中大于5倍标准差的部分确定为 CT工作区域在探测器上的投影区问。
10. -种自动标定CT中心偏移量的系统，包括： 读取以矩阵表示的原始正弦图的装置，所述原始正弦图是基于探测器采集转台旋转一 周的数据得到的； 在原始正弦图每行数据中任意两个点之间插值K个点，得到重采样的正弦图的装置； 计算重采样的正弦图中每一列的前半子列与后半子列之间的互相关系数的装置； 确定CT工作区域在探测器上的投影区间的装置； 确定所述投影区间的互相关系数的最大值所对应的探测器单元的序号的装置；以及 基于所述K值、所述投影区间、和所述序号确定CT中心偏移量的装置。
【文档编号】G06T11/00GK104424654SQ201310363260
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】肖永顺, 李俊江, 叶青 申请人:清华大学, 北京固鸿科技有限公司